氣凝膠

智能或功能纖維在可穿戴及其他高科技領(lǐng)域已顯示出較大潛力，但設(shè)計(jì)和制備結(jié)構(gòu)可控的智能或功能纖維仍然面臨挑戰(zhàn)。最近，中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所氣凝膠團(tuán)隊(duì)通過一種彎曲剛度導(dǎo)向策略，制造出具有不同功能的有機(jī)相變纖維，并探索了其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用前景（圖1）。首先，研究利用正溴丁烷/乙醇混合溶劑作為濕法紡絲的凝固浴，對(duì)Kevlar納米纖維（KNF）質(zhì)子化同時(shí)進(jìn)行疏水功能化，再通過超臨界干燥，制備出疏水的凱夫拉氣凝膠纖維（H-KAFs）；接著，以H-KAFs為載體，使有機(jī)相變材料石蠟（PW）限域于…

此前，天問1號(hào)探測(cè)器成功著陸在火星表面，引發(fā)了全世界的關(guān)注，很多原本瞧不起中國(guó)航天的西方專家，如今也不得不認(rèn)可中國(guó)的實(shí)力了，為了研制天問1號(hào)著陸器和祝融號(hào)火星車，我們使用了很多全新技術(shù)和材料，其中一種非常神奇，它叫做氣凝膠，據(jù)稱這種材料一捏就碎，但卻能為火星車保駕護(hù)航。 想必大家會(huì)好奇：那它憑啥為火星車保駕護(hù)航呢？ 原來(lái)，中國(guó)造的這款固體氣凝膠雖然強(qiáng)度很差，但非常輕，幾乎比空氣還輕，同時(shí)擁有極佳的保溫能力，即使兩面溫差達(dá)上1000度也可以有效保溫隔熱效果，性能堪稱不可思議，祝融號(hào)火星車使用它就可…

被動(dòng)冷卻技術(shù)是零能耗和環(huán)保的，有可能減少對(duì)壓縮制冷等能源密集型冷卻技術(shù)的依賴。通常，為了實(shí)現(xiàn)高效冷卻，被動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)盡可能多地反射陽(yáng)光，以最大限度地減少輸入能量。最近，濟(jì)南大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在一個(gè)具有大約 99.3% 的高光吸收率的系統(tǒng)中展示了一種非常規(guī)的被動(dòng)冷卻過程。 示意圖1.a，所提出系統(tǒng)的示意圖。該系統(tǒng)可以收集太陽(yáng)能產(chǎn)生蒸汽，同時(shí)實(shí)現(xiàn)被動(dòng)冷卻。 CNT-PAAm 錐形氣凝膠布置在房屋的屋頂上，并通過傳熱單元連接到房間。由于其高太陽(yáng)能吸收性能，氣凝膠可以收集太陽(yáng)能以加速水分蒸發(fā)。同時(shí)，錐形氣凝膠的溫…

設(shè)計(jì)具有成本效益、高活性和耐用的鉑 (Pt) 基電催化劑是電化學(xué)析氫反應(yīng) (HER) 的一項(xiàng)關(guān)鍵工作。最近，中山大學(xué)楊靜特聘副研究員/劉衛(wèi)教授/鄭治坤教授合作團(tuán)隊(duì)共同從溶劑熱法獲得的氧化鎢/還原氧化石墨烯氣凝膠（WGA），開發(fā)了具有優(yōu)異 HER 活性和耐久性的低含量 Pt（0.8 wt%）/氧化鎢/還原氧化石墨烯氣凝膠（LPWGA）電催化劑。 具有豐富氧空位和分級(jí)孔的 WGA 載體起到錨定 Pt 納米粒子、提供連續(xù)傳質(zhì)和電子傳遞通道以及調(diào)節(jié) Pt 表面電子狀態(tài)的作用，這使 LPWGA 具有高 H…

由于其卓越的生物相容性和細(xì)胞相互作用，天然血液蛋白纖維蛋白原是生產(chǎn)各種生物材料的高效前體。為了從纖維蛋白原中獲得實(shí)際材料，蛋白質(zhì)需要進(jìn)行原纖維生成，這主要是通過酶促加工纖維蛋白、靜電紡絲或干燥過程觸發(fā)的。然而，所有這些技術(shù)都極大地限制了材料的可用結(jié)構(gòu)或適用性。 為了克服纖維蛋白（原）作為材料的當(dāng)前問題，科研人員最近提出了一種高度可行、快速且廉價(jià)的技術(shù)，用于將溶液中的纖維蛋白原自組裝成定義的納米纖維三維（3D）圖案。在受控環(huán)境中與特定陰離子相互作用后，無(wú)需任何進(jìn)一步加工即可形成穩(wěn)定且靈活的水凝膠狀…

智能和功能纖維在包括可穿戴設(shè)備和其他高科技領(lǐng)域在內(nèi)的廣泛應(yīng)用中顯示出巨大的潛力，但設(shè)計(jì)和制造具有可管理結(jié)構(gòu)和多功能功能的智能纖維仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。最近，中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種巧妙的彎曲剛度導(dǎo)向策略，以制造具有不同彎曲剛度的智能相變纖維，適用于各種應(yīng)用。具體而言，以疏水性凱夫拉氣凝膠纖維（H-KAFs）為多孔主體，石蠟為功能客體，制備了疏水性凱夫拉氣凝膠封閉石蠟纖維（PW@H-KAF），其中H-KAF由應(yīng)用兩步法使用含有乙醇和正溴丁烷混合物的特殊凝固浴對(duì) Ke…

作為壓力傳感器的彈性聚離子水凝膠 (EPIH) 需要進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)修改或微圖案化，以提高平行板傳感配置的靈敏度。最近，浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種新型的木質(zhì)纖維素/EPIH 復(fù)合微結(jié)構(gòu)，其具有三個(gè)獨(dú)特的特征，包括聚離子鏈的松散、復(fù)雜多孔通道的引入和系統(tǒng)壓縮模量的降低，以提高壓阻靈敏度。 這種木質(zhì)纖維素/EPIH 顯示出分層多孔網(wǎng)絡(luò)，涉及木質(zhì)纖維素中更大、更硬的孔（阻礙聚陰離子鏈的過度纏繞）和聚陰離子中更小、更軟的孔，導(dǎo)致高壓縮率（80% 應(yīng)變）和高能量耗散率（65%） ，以及低于 40% 應(yīng)變的低楊…

將納米線組裝成三維宏觀氣凝膠不僅彌合了納米線與宏觀大塊材料之間的差距，而且結(jié)合了兩個(gè)世界的好處：氣凝膠的獨(dú)特結(jié)構(gòu)特征和納米線獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，引發(fā)了納米線的重大進(jìn)展。為各種實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)和制造基于納米線的氣凝膠。 該綜述回顧了將納米線加工成三維整體氣凝膠的方法以及所得納米線氣凝膠在許多新興領(lǐng)域的應(yīng)用。詳細(xì)討論了每種制備方法中涉及的凝膠化機(jī)制以及不同方法的優(yōu)缺點(diǎn)。 此外，團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)地審查了基于納米線的氣凝膠在熱管理、能量存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換、催化、吸附劑、傳感器和太陽(yáng)能蒸汽發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用。闡明了基于納米線的…

說(shuō)到凝膠，第一印象就是由高濃度溶液/溶膠失去流動(dòng)性后形成的彈性半固體。沒錯(cuò)，這是凝膠的常見狀態(tài)。但如果我們把液體換成氣體呢？被氣體填充的凝膠就變成了氣凝膠，其密度極低，最低可低至0.16mg/cm3，僅為空氣密度的1/6，因此也是世界上最輕的固體的材料。把這種材料放在花朵上，柔軟的花蕊幾乎不會(huì)變形。那么問題來(lái)了，如此輕的材料可以發(fā)揮什么作用呢？盡管氣凝膠很輕，但其具有多孔結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可產(chǎn)生優(yōu)異的隔熱性能，同時(shí)氣凝膠還可有望作為新型海綿材料在吸油等方面發(fā)揮作用。 力學(xué)性能限制氣凝膠的開發(fā)使用在眾多物…

氣凝膠是一種高度多孔的結(jié)構(gòu)，通過用空氣代替凝膠的液體溶劑而不會(huì)導(dǎo)致固體網(wǎng)絡(luò)坍塌。與傳統(tǒng)的制造方法不同，增材制造 (AM) 已被應(yīng)用于制造具有特定于其應(yīng)用的定制幾何形狀、設(shè)計(jì)的孔隙形態(tài)、多材料結(jié)構(gòu)等的 3D 氣凝膠。迄今為止，三種主要的增材制造技術(shù)（擠出、噴墨和立體光刻）緊隨其后已經(jīng)提出通過干燥過程來(lái)增材制造 3D 功能氣凝膠。3D 打印的氣凝膠和多孔支架在組織工程、電化學(xué)儲(chǔ)能、受控藥物輸送、傳感和軟機(jī)器人等各種應(yīng)用中顯示出巨大的前景。 圖1 用于制造定制形狀的氣凝膠的 3D 打印策略的主要步驟?！?/p>